Плотномер

СОВ ЕТСНИ Б 04 Й НОМИТЕТ СССРИ ОП 4 РЫТИЙ,ЯО 1029045 А проводов упругими втулками, и преобразователь, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьыения точности измерения плотности абразивных и кристаллизующихся жидкостей,патрубки снабжены дополнительнымивнутренними, установленными сооснос внешнимипатрубками с образованием неравных кольцевых зазоров, атакже дополнительным преобразователем и вычислительным устройством,при этом патрубки посредством преобразователей соединены с вычислительным устройством.Изобретение относится к измерениюплотности жидких сред, склонных кистиранию стенок трубопроводов илиотложению на них инкрустации, т . е.абразивных и кристаллизующихся жидкос.тей, и может быть использовано в 5химической, пищевой и других отрасляхпромышленности.Известен плотномер, включающийчувствительный элемент в виде одногопатрубка, сочлененного с трубопроводом упругими втулками, и весовойпреобразователь (.11.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является плотномер, 15содержащий чувствительный элемент ввиде двух патрубков, сочлененных сучастками трубопроводов упругимивтулками, и преобразователь 21,Принцип действия указанных плотно меров основан на взвешивании постоянного объема протекающей жидкости ипреобразовании в сигнал, пропорциональный плотности.Недостатком этого устройства является низкая точность измерения плотности абразивных и кристаллизующихсяжидкостей. Погрешность обусловленасклонностью жидкостей такого рода котложению инкрустации или истираниютрубопроводов, так как в этих случаяхизменяется общий вес чувствительногоэлемента при неизменной плотностиконтролируемой жидкости, что приводит к снижению точности измерений.Цель изобретения - повышениеточности измерения плотности абразивных н кристаллизующихся жидкостей,Поставленная цель достигается тем, что в плотномере, содержащем чувствительный элемент в виде двух патрубков, сочлененных с участками трубопроводов упругими втулками, и преобразователь, патрубки снабжены дополнительными внутренними установленными соосно с внешними патрубками 45 с образованием неравных кольцевых за. зоров, а также дополнительным преобразователем и вычислительным устройством, при этом патрубки посредством преобразователей соединены с вычис лительным устройством.Введение дополнительных внутренних, соосно установленных с наружными, патрубков с образованием неравных кольцевых зазоров позволяет получить дополнительные слои инкрустаций (или истирающиеся слои стенок). При этом объем, занимаемый контролируемой жидкостью соответственно уменьшается на величину объема ин крустации. Выполнение кольцевых зазоров неравными позволяет иметь у каждой пары патрубков (наружного и внутреннего), такие соотношения объемов инхрустаций и объемов с конт тролируемой жидкостью, которые при определенном алгоритме вычисления дают результат (вес.), пропорциональный только истинной плотности жидкости и начальному объему (без йнкрустаций) кольцевого зазора между патрубками, который фактически имеет постоянную величину. Для реализации укаэанного алгоритма каждый наружный патрубок снабжен индивидуальным преобразователем, выходы которых соединены с вычислительным устройством, Функционирующим по алгоритмугде С - выходной сигнал вычислитель.ного устройства;6, С - выходные сигналы каждогоиз преобразователей, пропор.циональные измеряемому суммарному весу жидкости иинкрустаций в кольцевых зазорах патрубков чувствительного элемента.и, т - коэффициенты.При этом коэффициенты и и в связаны с геометрическими параметрами чувствительного элемента следующими соотношениями, позволяющими исключить влияние объемов инкрустацийгде х - коэффициент чувствительности;р - коэффициент, показывающийво сколько раз начальныйрабочий объем в кольцевомзазоре одной пары патрубковбольше, чем у другой пары патрубков,К - коэффициент, показывающий,во сколько раз в каждый момент времени объем образовавшихся инкрустаций в кольцевомзазоре одной пары патрубковбольше, чем у другой парыпатрубков.Для определения соотношения геометрических размеров патрубков (их радиусы и длины) необходимо решить систему уравненияЧн Чъи И) гдеЧ- объем жидкости в кольцеис"с вых зазорах каждой парыпатрубков при отсутствииинкрустаций;Ч,Ч - объемы инкрустаций вн нкаждый момент времени вкольцевых зазорах каждойпары патрубков.В ходе решения системы уравнений (4) и (5)получим соотношениекц)1029045 Составите. Я. КармановаРедактор А. Химчук Техред И.Гайду Корректор С. ШекмарЗаказ 4948/40 Тираж 873 ПодписноеВННИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где Рл,Р - радиусы внутренних поверхностей наружныхпатрубков;- радиусы наружных поверх"1 2ностей внутренних патрубков. 5Учитывая выражения (2) и (3),получаем из (6) ряд огрничений, которыедолжны выполняться при реализацииустройства -3"л К и И иЧлж, ) 10- Р=ИХ пр чхр в)И 7 Х Л)ИФ),й-.лфР, -у о)Приведенные выражения представляют собой все необходимые и достаточные условия для определения соотношений геометрических параметров патрубков, численные значения которых определяются после решения системы уравнений 4) и 5 ) с развернутой подстановкой составляющих ь Млж,Ч 2 ж,Чн,Ча также для выбора коэффициентов валгоритме функционирования вычислительного устройства. Выполнение всех 25этих условий позволяет получить плот.номер у которого отсутствует дополнительная погрешность измерения изза образования инкрустации. Все этирассуждения справедливы и для случаяистирания внутренних поверхностей.На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Плотномер содержит чувствительныйэлемент, выполненный в виде двухпатрубков 1 и 2, которые снабженыдополнительными внутренними соосноустановленными патрубками 3 и 4 собразованием неравных кольцевых зазоров 5 и 6,Патрубки 1 и 2 установлены на 40опоре 7 с помощью шарниров 8 и 9.Патрубки 1 и 2 сочленены с участками трубопровода 10 с помощью упругих втулок 11. Каждый из патрубков1 и 2 снабжен преобразователем 12 и 4513, а выходы преобразователей 12 и13 соединены с вычислительным устройством 14, сигнал с которого посту.пает на вторичный прибор 15,Плотномер работает следующим образом. 1Контролируемая жидкость проходитпо трубопроводу 11 поступает в кольцевые зазоры 5 и б, образованные парами патрубков 1,3 и 2,4 чувствительного элемента, проходит по зазорам и направляется далее по трубопроводу.С помощью преобразователей 12 и13 патрубки вместе с жидкостью взвешиваются, выходные сиГналы от преобразователей преобразуются вычислительным устройством 14, сигнал которого пропорционалей истинной плотности жидкости и фиксируется вторичным прибором 15, имеющим шкалу,проградуированную в единицах плотности (кг/мз),Преимущества предлагаемого плотномера по сравнению с прототипомсостоят в повышении точности измере:ния за счет исключения погрешностиизмерения, обусловленной наличиеминкрустаций или при истирании стенок чувствительного элемента.Так, в плотномере-прототипе, имеющел длину чувствительного элемента1 м и внутренний диаметр 0,1 м,погрешность измерения плотности,например, шлама дистиллерной жидкости имеет следующие значения: Толщина слояинкрустаций 0,001 О, 005 0,01 Погрешность,Ъд= ЮОр 4,43 21,3 40,0 В плотномере предлагаемой конструкции наличие инкрустаций не влияет на точность измерений, что подтверждается ыполненным расчетом. Зкономический эффект от внедрения 6-ти плотномеров в цехе хлорис-. того кальция на Лисичанском содовом заводе составит 40 тыс. руб./г, а от внедрения 3-х плотномеров в цехе известковой суспензии на СтПО "Содаф 50 тыс. руб, /г.